سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی AC در مقابل DC-Coupled

یکی از اجزای مهم در استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، سیستم‌های ذخیره انرژی است و نحوه اتصال باتری‌های شما به پنل‌های خورشیدی اهمیت زیادی دارد. دو سیستم اصلی عبارتند از: سیستم‌های تزویج‌شده AC و DC. آگاهی از تفاوت‌های آن‌ها به شما کمک می‌کند بهترین گزینه را برای خانه یا کسب‌وکار خود انتخاب کنید.

مرور کلی: سیستم‌های تزویج‌شده AC و DC چیستند؟

برای اینکه درک آن آسان‌تر شود، تفاوت اصلی در نحوه حرکت برق بین پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها و تابلوی برق خانه شما است.

یک راه مستقیم‌تر، استفاده از یک سیستم متصل به جریان مستقیم (DC-coupled) است. سلول‌های خورشیدی برق را به صورت جریان مستقیم (DC) تولید می‌کنند. این برق DC مستقیماً به یک باتری ارسال می‌شود که انرژی را نیز به صورت DC دریافت می‌کند. هنگامی که شما بخواهید از این انرژی برای کار کردن وسایل خانه استفاده کنید که به جریان متناوب (AC) نیاز دارند، یک مبدل (اینورتر) برق DC ذخیره شده را به AC تبدیل می‌کند. تصور کنید که یک خط مستقیم بین سلول‌ها و باتری وجود دارد.

مسیر غیرمستقیم‌تر، سیستم متصل به جریان متناوب (AC-coupled) است. اینورتر این سیستم، برق DC تولیدی از سلول‌های خورشیدی را مستقیماً به AC تبدیل می‌کند. سپس خانه شما می‌تواند از این برق AC استفاده کند. هرگونه اضافه برق می‌تواند به یک اینورتر خارجی و اختصاصی هدایت شود که ارتباطی با باتری فراهم می‌کند. این اینورتر، برق AC را دوباره به DC تبدیل کرده و سپس ذخیره می‌کند. هنگامی که نیاز به استفاده از انرژی ذخیره شده باشد، اینورتر متصل به باتری، انرژی ذخیره شده را دوباره به AC تبدیل می‌کند.

تفاوت‌های کلیدی در نصب و طراحی سیستم

این تفاوت اساسی در نحوه برخورد با برق، باعث ایجاد تفاوت‌های عملی قابل توجهی می‌شود.

سیم‌کشی و راه‌اندازی اینورتر: یک سیستم DC-coupled دارای یک اینورتر هیبریدی است که معمولاً قادر به کارکرد هم با آرایه خورشیدی و هم با ذخیره‌سازی باتری است. این امر اغلب منجر به یک نصب سیم‌کشی ساده‌تر می‌شود. یک سیستم DC-coupled نیاز به دو اینورتر مستقل دارد، یکی برای سرویس دهی به صفحات خورشیدی و دیگری برای سرویس دهی به باتری. این موضوع ممکن است نیازمندی از قطعات بیشتر و نصب پیچیده‌تری باشد.

انعطاف‌پذیری: سیستم‌های AC-coupled به دلیل انعطاف‌پذیری‌شان شناخته می‌شوند. این سیستم‌ها به راحتی می‌توانند به یک سیستم صفحات خورشیدی موجود اضافه شوند. به دلیل اینکه باتری دارای مدار AC خود است، اغلب می‌توان آن را به سیستم خورشیدی موجود اضافه کرد بدون اینکه به سیستم اصلی آسیبی وارد شود. متداول‌ترین روش در طراحی و نصب سیستم‌های DC-coupled به صورت یک بسته واحد و یک سرمایه‌گذاری واحد ارائه می‌شود.

کارایی و نگهداری: هر بار که تغییری رخ می‌دهد، به هر شکل، از جریان مستقیم به متناوب یا برعکس، مقداری از انرژی به صورت گرما تلف می‌شود. یک سیستم متصل به جریان مستقیم (DC-coupled) به‌طور تعریفی یک سیستم کارآمدتر است، زیرا در زمان شارژ کردن باتری‌ها یک فرآیند تبدیل کمتری نیاز دارد. سیستم‌های متصل به جریان متناوب (AC-coupled) از چندین تبدیل عبور می‌کنند و این امر ممکن است منجر به کاهش کمی در کارایی کلی شود. یک سیستم متصل به جریان متناوب همچنین ممکن است دارای نقاط خرابی بیشتری باشد، زیرا شامل اجزای بیشتری است (دو مبدل).

در چه مواقعی از ذخیره‌سازی متصل به جریان مستقیم (DC-coupled) برای حداکثر عملکرد استفاده کنیم؟

اگرچه هر دو سیستم کاربرد خود را دارند، اما طراحی متصل به جریان مستقیم (DC-coupled) معمولاً بهترین گزینه در شرایطی است که عملکرد و کارایی مهم‌ترین عوامل باشند.

در بسیاری از نصب‌های جدید به‌ویژه در سیستم‌های بدون شبکه، استفاده از اتصال مستقیم (DC-coupling) ترجیح داده می‌شود. این امر به دلیل افزایش کارایی است که باعث می‌شود انرژی بیشتری از هر لحظه تابش خورشید که توسط صفحات خورشیدی دریافت می‌شود، بهره‌برداری شود. این موضوع زمانی اهمیت پیدا می‌کند که هر کیلووات‌ساعت انرژی معنادار باشد و شما به شبکه ولتاژ بالا متصل نباشید.

این کارایی همچنین سیستم‌های متصل به جریان مستقیم (DC-coupled) را حتی برای استفاده‌های تجاری یا هر شرایط دیگری که هدف کاهش هدررفت انرژی و بهره‌برداری حداکثری از بازدهی باشد، مناسب‌تر می‌کند. توانایی بالای نگه‌داری از ظرفیت بیشتر انرژی بدون نیاز به صفحات خورشیدی اضافی نیز در بلندمدت می‌تواند صرفه‌جویی قابل‌توجهی را به همراه داشته باشد.